DE3307093C2

DE3307093C2 -

Info

Publication number: DE3307093C2
Application number: DE19833307093
Authority: DE
Inventors: Hans-Hellmut Dipl.-Ing. 2070 Ahrensburg De Ernst
Original assignee: Individual
Current assignee: General Engineering (netherlands) Bv Utrecht N
Priority date: 1982-03-03
Filing date: 1983-03-01
Publication date: 1988-07-21
Also published as: DE3307093A1

Description

Die Karosserie eines Kraftfahrzeuges weist vorne die beiden A-Säulen, in der Mitte die B-Säulen und hinten die C-Säulen auf, mit denen die Verbindung zum Fahrzeugdach hergestellt wird und zwischen denen sich die Scheiben und Türen befinden. Die Bedeutung und Funktion dieser Karosserieelemente wird als bekannt vorausgesetzt.

Die mittlere B-Säule ist der am stärksten ausgebildete Pfosten, der für die Sicherheit des Fahrzeuges von großer Bedeutung ist, so z. B. bei Unfällen mit Überschlag und Seitencrash und außerdem als Verankerung für den Sicherheitsgurt.

Der heute übliche 3-Punkt-Sicherheitsgurt ist an drei Stellen mittels Schrauben mit der B-Säule verbunden. Unten der Gurtaufroller und der Endbeschlag, oben der Umlenkbeschlag.

Diese Art ergibt ungünstige Kraftkonzentrationen, da die gesamte Last im Unfall über einen Punkt, nämlich über die Schraube geleitet werden muß. Das relativ dünne Karosserieblech ist aber an sich nicht für punktuelle, sondern mehr für flächige Krafteinleitungen geeignet. Darüber hinaus ist das Verfahren mit dem Anbringen von Verstärkungsblechen und Anschweißmuttern in der Produktion und dem späteren Montieren der Schrauben und Sicherungen mittels Handeinführen und Schrauber höchst aufwendig. Außerdem sind die Schrauben und Anschweißmuttern relativ schwer und auch im Hinblick auf die Kosten verbesserungsbedürftig.

Durch die DE-OS 30 08 371 ist zwar eine einstückig mit einer B-Säule ausgebildete Führungs- und Blockierschiene für einen höhenverstellbaren Sicherheitsgurtbeschlag bekannt, der zugehörige Gurtaufroller ist jedoch in üblicher Weise als Aufbauteil auf die Säule geschraubt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine optimierte Integration des Sicherheitsgurtes in das Kfz vorzusehen mit dem Ziel einer Gewichtsreduzierung und einer Verbesserung der Krafteinleitung sowie der Kostensituation durch Montagevereinfachung, Einsatz billigerer Bauteile und Weglassen von Bauteilen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Für den Einsatz höhenverstellbarer Vorrichtungen zur Befestigung des Umlenkbeschlages sind im oberen Bereich der B-Säule Führungs- und Blockierschienen vorgesehen, die in bekannter Weise direkt aus dem Blech der Säule einstückig geformt sind. Dadurch kann ein Beschlagteil, welches Gewicht und Kosten verursacht, eingespart werden. Ähnliche Vorteile ergeben sich im unteren Bereich bei der Anbringung des Aufrollautomaten. Ein mit dem Pfostenblech verbundenes Blockierrahmenblech überträgt die Kraft aus der Gurtwelle im Unfall direkt in die Karosserie über einen großflächigen Bereich. Zur Aussteifung des Kraftübertragungsbereiches ist das Blech örtlich mit Versteifungssicken versehen. Die Montage des Gurtaufrollers erfolgt sicher und schnell über entsprechend ausgebildete Führungsnasen und Justierklauen und abschließende Sicherung mittels Blindniet oder Schraube. Der Gurtaufroller selbst kann auch billiger und leichter ausgeführt werden, da er kein kraftaufnehmendes Gehäuse aus Stahl mehr benötigt, sondern eine Kunststoffausführung genügt.

Die B- bzw. C-Säule ist in den Kraftübertragungsbereichen so gestaltet, daß die Last nicht mehr durch die üblich gewordenen ⁷/₁₆ UNF-Schrauben als Kraftknotenpunkt fließt, sondern über einen großflächigen Bereich in das dünnwandige Karosserieblech eingeleitet wird.

Um auch den zukünftigen Sicherheitsanforderungen gerecht zu werden, ist die harmonische Integration eines Gurtstrammers, der im Unfall die schädliche Lose aus dem Gurtsystem herauszieht, in die B-Säule vorgesehen. An einer geeigneten Stelle der Säule wird ein Linearstrammer montiert, der über ein Seil an einen Winkelhebel angelenkt ist. Im Falle der Aktivierung zieht der Winkelhebel über Umlenkrollen das Gurtband in den B-Säulen-Innenraum und beseitigt somit die Gurtlose. Ein Zurückziehen des Gurtbandes kann entweder durch eine übliche Ratschensperre am Winkelhebel oder mittels einer Rücklaufsperre im Linearzylinder vermieden werden.

Im folgenden werden einige Ausführungsformen der Erfindung in den dargestellten Figuren erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Teil-Schnitt durch die B-Säule einer Karosserie entgegen der Fahrtrichtung auf der linken Fahrerseite,

Fig. 2 einen Ausschnitt der B-Säule gemäß Fig. 1 im oberen Bereich,

Fig. 3/4 einen erfindungsgemäß konzipierten Gurtaufroller in unblockiertem und blockiertem Zustand,

Fig. 5 den Gurtaufroller in perspektivischer Darstellung,

Fig. 6 einen Schnitt durch die B-Säule im mittleren Bereich mit einer Gurtstramm-Mechanik,

Fig. 7 einen Querschnitt durch die B-Säule gemäß Fig. 2 im oberen Bereich,

Fig. 8 einen Schnitt durch die B-Säule gemäß Fig. 1 mit Befestigung eines Linearstrammers,

Fig. 9 einen Querschnitt durch die Säule gemäß Fig. 8.

In Fig. 1 ist das Gurtband strichpunktiert dargestellt. Es verläuft von unten vom Gurtaufroller 14 durch die Gurtbanddurchtrittsöffnung 56 der B-Säule 2 über die Rolle 24 des Winkelhebels 22 zum Umlenkbeschlag 15 und von dort zur Schulter eines Insassen in den Fahrzeuginnenraum. Im vertikalen Verlauf längs der B-Säule 2 wird das Gurtband 16 von der Säulenverkleidung 4 verdeckt. Die Kraftübertragung im Gurtaufroller 14 bei einem Unfall erfolgt von der Gurtwelle 10 direkt in ein Blockierrahmenblech 9. Dessen Aufbau und die Funktion wird in der Beschreibung zu den Fig. 3, 4 und 5 näher erläutert.

Der strichpunktiert gezeichnete Umlenkbeschlag 15 ist mit einer an sich bekannten, höhenverstellbaren Vorrichtung verbunden, wobei das für Höhenjustierung und die Verrastung erforderliche Beschlagteil direkt aus dem Pfostenblech 3 der B-Säule geformt ist, wodurch Gewicht und Kosten gespart werden.

In der Mitte der Säule, wo sie nach oben hin zur Reduzierung der Fahrzeugquerschnittsfläche abknickt, ist ein Winkelhebel 22 mit einer Rolle 24 angeordnet, die das Gurtband 16 hier reibungsarm umlenkt. An den Winkelhebel 22 ist ein Seil 21 angelenkt, welches zum Kolben eines Linearstrammers 20 führt.

Zur Erzielung eines Gurtstrammungseffektes bei einem Unfall wird dieser Linearzylinder 20 gezündet. Die Funktion wird unter Fig. 6 näher erläutert.

In Fig. 2 ist der obere Bereich der B-Säule 2 ohne den höhenverstellbaren Umlenkbeschlag 15 größer dargestellt. Deutlich sind die beiden aus dem Blech der B-Säule 2 herausgearbeiteten Führungs- und Blockierschienen 6 zu erkennen. In ihnen wird eine höhenjustierbare Vorrichtung für den Umlenkbeschlag 15 geführt und verriegelt. Die Rastverzahnung 7 dient für die höhenverstellbare Einrastung der Vorrichtung während die Blockierverzahnung 8 für die Aufnahme der Blockierlast bei einem Unfall vorgesehen ist. Die obere Bohrung dient zum Einhängen einer Ausgleichsfeder, um die Vorrichtung von Hand leicht und kräfteneutral verstellen zu können.

Fig. 3 zeigt den im unteren Bereich der B-Säule montierten Gurtaufroller 14 in ruhender, unblockierter Stellung. Das U-förmige Blockierrahmenblech 9 ist über Punktschweißungen mit dem Säulenblech 3 der Karosserie verbunden. In einer anderen, erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird es direkt aus dem Säulenblech 3 einstückig geformt.

Die beiden Schenkel weisen im vorderen Bereich zwei Justiernasen 12 auf, die in entsprechende Justierklauen 13 des Gurtaufrollers 14 eingreifen. Zur Formstabilität unter Last ist eine Distanzstange 48 vorgesehen. Der Kraftübertragungsbereich im Karosserieblech ist zur Aussteifung mit Versteifungssicken versehen. Die Montage des Gurtaufrollers 14 erfolgt von unten mit der Rückwand 41 in die Führungsnase 37. Abschließend erfolgt eine Sicherung mit einem Blindniet in der Befestigungsachse 36. Die Gurtwelle 10 ist in Langlöchern 35 des Kunststoffgehäuses 45 gelagert und wird durch eine nicht dargestellte Niederhalterfeder in einer unteren Freilaufposition gehalten. Die Seitenscheiben der Gurtwelle 10 haben zur Gewichtseinsparung Erleichterungslöcher 31. Unten liegt ein Blockierhebel 38, der von einer üblichen gurtband- und fahrzeugsensitiven Blockiereinrichtung (nicht dargestellt) gesteuert wird.

In Fig. 4 ist ein solcher blockierter Zustand gezeigt. Der Blockierhebel 38 wurde bei Überschreiten einer bestimmten Verzögerungsschwelle in die Zähne 32 der Gurtwelle 10 eingeschwenkt. Durch die schnell ansteigende Last im Gurtband 16 in Auszugsrichtung 46 wird die Gurtwelle 10 gegen die Kraft der Niederhalterfeder nach oben in die Verzahnung 11 des Blockierrahmenbleches 9 gezogen. Durch die abgestimmte Länge des Blockierhebels 38 wird sichergestellt, daß die Zähne 32 der Gurtwelle 10 um einen kleinen Betrag 47 vor den Zähnen 11 des Blockierrahmenbleches 9 zum Stillstand kommen. Die Teilung und Form der Zähne 11 ist dabei so auf die Zähne 32 der Gurtwelle 10 abgestimmt, daß ein ordnungsgemäßer Eingriff gewährleistet ist. Bis zur formschlüssigen Anlage der Zähne 11 und 32 dreht die Gurtwelle 10 noch um einen kleinen Winkel 19 weiter. Dieses wird durch die federelastische Ausbildung des Blockierhebels 38 zusammen mit einem zusammendrückbaren Federungsspalt 39 ermöglicht. Bei Entlastung sorgen Rückholfeder und Niederhalterfeder für eine Rückverlagerung der Gurtwelle 10 in die Freilaufposition.

In Fig. 5 ist der neu konzipierte Gurtaufroller 14 perspektivisch dargestellt. Das Gurtband 16 ist auf der Gurtwelle 10 aufgespult. Das Gehäuse 45 aus Kunststoff ist mit einer mit Befestigungslöchern 40 versehenen Rückwand 41 und einer Vorderwand 42 ausgebildet. Vorne befinden sich die Justierklauen 13, die durch Umgreifen der Justiernasen 12 des Blockierrahmenbleches 9 für eine ordnungsgemäß fixierte Position der Gurtwelle 10 unter den Schenkeln des Blockierrahmenbleches 9 sorgen. Strichpunktiert sind zur Funktionsverdeutlichung die Wellenlagerzapfen 34 in den Langlochführungen 35 des Gehäuses 45 dargestellt. Die Verbindung des Gurtaufrollers 14 mit dem Säulenblech 3 der Karosserie erfolgt mittels einfach einzubringenden Blindnieten, die nur den Gurtaufroller zu halten haben, nicht aber die Blockierlast bei einem Unfall.

Die Mechanik zur Gurtstrammung in Unfallsituationen ist in Fig. 6 näher dargestellt. Das Gurtband 16 läuft im Normalfall reibungs- und verschleißarm über die Rolle 24 zum Umlenkbeschlag 15. Die Rolle 24 ist im Endbereich 22 lösbar und nachträglich montierbar in einen Winkelhebel 23 eingebaut, an dem auch das Seil 21 des nicht gezeigten Linearstrammers 20 angelenkt ist. Im Aktivierungsfall wird das Seil 21 nach unten gezogen und der Winkelhebel 23 dreht um den Anlenkpunkt 66 am Pfostenblech 3 in den Innenraum 5 der B-Säule 2 hinein. Dabei zieht die Rolle 24 zwischen den Umlenkrollen 25 und 26 eine bestimmte Länge Gurtband in den Innenraum 5 hinein. In der dargestellten Ausführungsform wird ein Zurückziehen des Gurtbandes 16 unter Last durch eine Rücklaufsperre im Kolben des Linearzylinders 20 vermieden. Darauf und auf ein entsprechend stark ausgebildetes Seil 21 kann verzichtet werden, wenn statt dessen am Winkelhebel 23 eine an sich bekannte Rücklaufratsche angebracht wird, die den Winkelhebel 23 in der jeweils erreichten Einzugsstellung blockiert.

Die Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch die B-Säule gemäß Fig. 2 im oberen Bereich (Umlenkbeschlag). Zu erkennen ist die Art der Gestaltung der Führungs- und Blockierschienen 6 mit der Rastverzahnung 7 und der Blockierverzahnung 8. Komfort- und sicherheitssteigernd wirkt dabei die Ausrichtung der Gurtauszugsrichtung 46 unter dem Winkel 17 zur Fahrtrichtung 18. Dadurch ergibt sich der geringstmögliche Umschlingungswinkel des Gurtbandes 16 um den Umlenkbeschlag 15, also geringe Reibung und eine gute Fixierung des Gurtbandes 15 unter Last (kein Verrutschen in eine Ecke des Umlenkbeschlages 15 mit Gurtrißgefahr).

Bei einer derartigen Ausrichtung der Gurtumlenkung ist eine Schwenkbarkeit des Umlenkbeschlages nicht mehr erforderlich. Der Einsatz eines einfachen, starren Umlenkbügels ist möglich.

Die Fig. 8 und 9 zeigen eine alternative Befestigungsart des Linearstrammers 20 in bzw. an die B-Säule 2. Die Montage mit dem Befestigungssockel 64 an den Befestigungsachsen 36 vom Fahrgastraum her gestaltet sich einfacher als durch die Öffnung 67 in der Mitte der B-Säule 2 im Innenraum 5. Hierzu weist die B-Säule 2 eine entsprechende Ausbuchtung 65 auf mit einem Schlitz 63, durch den das Seil 21′ zum Winkelhebel 23 geführt wird.

Claims

1. In eine B- bzw. C-Säule eines Kraftfahrzeuges integriertes Sicherheitsgurtsystem, welches im oberen Bereich eine höhenverstellbare Vorrichtung als Anlenkpunkt für einen Umlenkbeschlag in einstückig aus der B- bzw. C-Säule geformten Führungs- und Blockierschienen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im unteren Bereich der Säule ein mit einer Verzahnung (11) versehenes Blockierrahmenblech (9) mit der B- bzw. C-Säule (2) unlösbar verbunden, bzw. einstückig aus ihr geformt ist, in das ein bis auf die Blockierwelle (10) im wesentlichen aus Kunststoffteilen bestehender Gurtaufroller (14) einsetzbar ist, der einen von einem gurtband- und/oder fahrzeugsensitiven Sperrsystem aktivierbaren Blockierhebel (38) aufweist, über den die Blockierung und Lastaufnahme durch Hochziehen der verzahnten Blockierwelle (10) gegen die Kraft einer Niederhaltefeder in Gurtauszugsrichtung (46) in das verzahnte Blockierrahmenblech (9) erfolgt.

2. Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum (5) oder außerhalb in einer Einbuchtung (65) der B- bzw. C-Säule (2) ein unmittelbar auf den Gurt (16) wirkender Linearstrammer (20) für eine Gurtstrammung im Notfall vertikal angebracht ist, dessen Seil (21) mit einem an der B- bzw. C-Säule (2) angebrachten und am äußeren Ende (22) mit einer Rolle (24) versehenen Winkelhebel (23) wirkt, der im Falle der Aktivierung das Gurtband (16) zwischen zwei starren oder beweglichen Umlenkrollen (25, 26) einzieht und dadurch das im Umlauf befindliche Gurtband (16) um den Insassen strafft.

3. Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in an sich bekannter Weise einstückig aus dem Säulenblech (3) geformten Führungs- und Blockierschienen (6) mit einer Rastverzahnung (7) und einer Blockierverzahnung (8) versehen und so ausgerichtet sind, daß sie einen Gurtaustrittswinkel (17) zur Fahrtrichtung (18) von etwa 30° bis 75° ergeben.

4. Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blockierrahmenblech (9) eine nach unten gerichtete, mit der Teilung der Blockierwelle (10) übereinstimmende Verzahnung (11) und im vorderen Bereich zwei Justiernasen (12) aufweist, die in entsprechende Justierklauen (13) des Gurtaufrollers (14) eintauchen.

5. Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gurtaufroller (14) ein aus Kunststoff bestehendes Gehäuse (45) aufweist, welches eine mit Befestigungselementen (40) versehene Rückwand (41), eine Vorderwand (42) und zwei Justierklauen (13), sowie in den beiden Seitenschenkeln Langlöcher (35) aufweist, in denen die Gurtwelle (10) mit ihren Lagerzapfen (34) derart gelagert ist, daß sie im Normalfall durch eine Niederhalterfeder in einer unteren Gebrauchsstellung gehalten wird und im Notfall in Gurtauszugsrichtung (46) in eine obere Blockierstellung verfahren wird, wobei die Zähne (32) der Gurtwelle (10) in Eingriff gelangen mit der Verzahnung (11) des Blockierrahmenbleches (9).

6. Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockierung der Gurtwelle (10) durch einen Blockierhebel (38) eingeleitet wird, der im Verzögerungsfall in die Zähne (32) eingreift und einen Federungsspalt (39) aufweist, welcher eine elastische Verkürzung des Hebels (38) für einen ordnungsgemäßen Zahneingriff zur formschlüssigen Lastaufnahme zwischen Gurtwelle (10) und Blockierrahmenblech (9) gestattet, dergestalt, daß am Beginn der Blockierung nach dem Einrasten des Blockierhebels (38) die Zähne (32) der Gurtwelle (10) um ein bestimmtes Abstandsmaß (47) vor der Verzahnung (11) des Blockierrahmenbleches stehen.

7. Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Säulenblech (3) unten im Bereich des Blockierrahmenbleches (9) Versteifungsrippen (27) aufweist, die einer Verformung unter Last entgegenwirken.

8. Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelhebel (23) in etwa in der Mitte der B-Säule (2) angebracht ist und die Rolle (24) lösbar und nachträglich im Endbereich (22) montierbar ist und dem Gurtband (16) im normalen Betrieb als Führungsrolle dient.

9. Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelhebel (23) mit einer konzentrisch zum Anlenkpunkt (66) angeordneten Sägeverzahnung versehen ist, in die im Falle der Aktivierung ein Ratschenhebel einrastet und ein Zurückschwenken in die Ausgangslage verhindert.